[发明专利]可脱粘的反应性热熔粘合剂

说明书

本发明涉及一种反应性热熔粘合剂组合物，其在施加电压时至少部分地损失其粘合性，从而使已使用所述粘合剂结合的基材脱粘。此外，本发明涉及所述反应性热熔粘合剂组合物的制备方法和使用这种反应性热熔粘合剂组合物形成结合的基材的方法。

本发明涉及一种反应性热熔粘合剂组合物，其在施加电压时至少部分地损失其粘合性，从而使已使用所述粘合剂结合的基材脱粘。此外，本发明涉及所述反应性热熔粘合剂组合物的制备方法和使用这种反应性热熔粘合剂组合物形成结合的基材的方法。

粘合剂结合(Adhesive bonds)通常用于加工制品的组装和精整。使用它们代替机械紧固件，例如螺钉、螺栓和铆钉，以便在制备过程中以降低的加工成本和更好的适应性提供结合。粘合剂结合均匀分配应力，减少疲劳的可能性，并将接头密封从而不受腐蚀性物质的影响。在许多工业应用中，优选使用热熔粘合剂。

热熔粘合剂在室温下是固体，但是在施加热时，熔化成液体或流体状态，其以这种形式施用到基材上。冷却时，粘合剂恢复其固体形式。在冷却粘合剂时形成的硬质相将赋予最终粘合剂全部的内聚力(强度、韧性、蠕变和耐热性)。同样以熔融形式施用的反应性热熔粘合剂冷却凝固，随后通过化学交联反应固化。与传统的液态固化粘合剂相比，热熔可固化粘合剂的优点是其在固化前，在冷却时提供“生胶强度(greenstrength)”的能力。与非反应性热熔粘合剂相比，反应性热熔粘合剂的优点包括提高的耐温性和耐化学品性。

大多数反应性热熔体是潮气固化的聚氨酯粘合剂。这些粘合剂主要由异氰酸酯封端的聚氨酯预聚物组成，该预聚物与表面或环境的潮气反应以扩链，形成新的聚氨酯/脲聚合物。聚氨酯预聚物通常通过使多元醇与异氰酸酯反应获得。潮气从大气或基材扩散到粘合剂中并且随后反应，由此实现固化。潮气与残留的异氰酸酯反应形成氨基甲酸。该酸不稳定，分解成胺和二氧化碳。胺与异氰酸酯快速反应形成脲。最终的粘合剂产品是主要通过脲基团和氨基甲酸酯基团聚合的交联材料。

添加剂通常被包含在反应性热熔粘合剂配制物中。特别有利的是掺入提供改进的性能(例如在凝固前提高的生胶强度和提高的固化速度)的低成本添加剂。凝固前的生胶强度对于反应性热熔粘合剂是特别重要的，原因是它确保粘合剂能够在施加之后立即产生处理结合强度(handling bond strength)，同时保持期望的开放时间和凝固时间。快的固化速度使得配制物组分被更快地利用。高生胶强度、长开放时间和快的固化速度在某些潮气反应性热熔粘合剂的最终用途应用(如面板层合和产品组装)中尤其有利。

热熔粘合剂对于大体积、低成本制造是特别有利的，原因是易于将粘合剂施用于待结合表面，快速形成粘合剂结合，以及由于热熔粘合剂虽然通常为材料的混合物，但是可以作为单一组分来提供，而不需要混合或添加催化剂来引发形成粘合剂结合的化学反应。

为了分离由非反应性热熔粘合剂形成的结合，需要将该结合加热到高于粘合剂的熔融温度的温度。然而，实际上，向大的结合组件或热敏性的结合部件施加足够的热往往是不切实际的。此外，熔融的粘合剂通常保持基本的粘合性质，例如高度的粘性，这阻碍了分离并阻止了干净的表面分离。作为替代，通过内聚破坏来分离熔融粘合剂，在分离的表面上留下了线状残留物。此外，在使用反应性热熔粘合剂的情况下，由于固化的反应性热熔粘合剂通常不能熔化，施加热量通常不足以分离结合。

然而，容易将粘合剂结合分离的能力可以提供许多益处。当需要拆卸临时结构或预先结合的物品组件时，例如，当需要修理、翻新、更换或改造操作时，可能期望脱粘，即，解除粘合剂结合。简化的解散(disband)程序还有助于从生命周期结束的经粘合剂结合的物品和结构回收材料和部件。此外，可逆结合对于包装或在货运期间用于固定物品是有益的。

现有的分离方法通常涉及需要高温和侵蚀性化学品的耗时的化学方法。这种技术的实例描述于Wong的美国专利号4,171,240和Linde等人的美国专利号4,729,797中。这些技术虽然通常是有效的，但是相当严苛，并且可能损坏被分离的物体，使得它们不适用于许多应用。